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- PDB-9g9c: CryoEM structure of Enterococcus italicus Csm-crRNA-CTR (3.2) complex -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 9g9c
タイトルCryoEM structure of Enterococcus italicus Csm-crRNA-CTR (3.2) complex
要素
  • (CRISPR system ...) x 5
  • (RNA (32-MER)) x 2
キーワードRNA BINDING PROTEIN / Type III-A CRISPR-Cas RNA-guided nuclease Endoribonuclease cyclic oligoadenylate synthetase HD nuclease
機能・相同性
機能・相同性情報


exonuclease activity / 転移酵素; リンを含む基を移すもの; 核酸を移すもの / transferase activity / endonuclease activity / defense response to virus / 加水分解酵素; エステル加水分解酵素 / RNA binding / ATP binding
類似検索 - 分子機能
: / CRISPR RNA silencing complex Cmr2 subunit, second helical domain / Csm4, C-terminal / CRISPR Csm4 C-terminal domain / CRISPR-associated protein Csm5 / CRISPR-associated protein, Csm2 Type III-A / Csm2 Type III-A / : / CRISPR-associated RAMP Csm3 / CRISPR type III-associated RAMP protein Csm4 ...: / CRISPR RNA silencing complex Cmr2 subunit, second helical domain / Csm4, C-terminal / CRISPR Csm4 C-terminal domain / CRISPR-associated protein Csm5 / CRISPR-associated protein, Csm2 Type III-A / Csm2 Type III-A / : / CRISPR-associated RAMP Csm3 / CRISPR type III-associated RAMP protein Csm4 / CRISPR system single-strand-specific deoxyribonuclease Cas10/Csm1 / Csm1, subunit domain B / Csm1 subunit domain B / : / Cas10/Cmr2, second palm domain / : / CRISPR type III-associated protein / RAMP superfamily / GGDEF domain profile. / GGDEF domain / Reverse transcriptase/Diguanylate cyclase domain
類似検索 - ドメイン・相同性
RNA / RNA (> 10) / CRISPR system Cms protein Csm5 / CRISPR system Cms protein Csm4 / CRISPR system Cms endoribonuclease Csm3 / CRISPR system Cms protein Csm2 / CRISPR system single-strand-specific deoxyribonuclease Cas10/Csm1 (subtype III-A)
類似検索 - 構成要素
生物種Enterococcus italicus DSM 15952 (バクテリア)
Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (ウイルス)
手法電子顕微鏡法 / 単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 2.72 Å
データ登録者Jungfer, K. / Jinek, M.
資金援助European Union, 1件
組織認可番号国
European Research Council (ERC)820152European Union
引用ジャーナル: Nucleic Acids Res / 年: 2025
タイトル: Mechanistic determinants and dynamics of cA6 synthesis in type III CRISPR-Cas effector complexes.
著者: Kenny Jungfer / Štefan Moravčík / Carmela Garcia-Doval / Anna Knörlein / Jonathan Hall / Martin Jinek /
要旨: Type III clustered regularly interspaced short palindromic repeats (CRISPR) and CRISPR-associated (Cas) systems (type III CRISPR-Cas systems) use guide RNAs to recognize RNA transcripts of foreign ...Type III clustered regularly interspaced short palindromic repeats (CRISPR) and CRISPR-associated (Cas) systems (type III CRISPR-Cas systems) use guide RNAs to recognize RNA transcripts of foreign genetic elements, which triggers the generation of cyclic oligoadenylate (cOA) second messengers by the Cas10 subunit of the type III effector complex. In turn, cOAs bind and activate ancillary effector proteins to reinforce the host immune response. Type III systems utilize distinct cOAs, including cyclic tri- (cA3), tetra- (cA4) and hexa-adenylates (cA6). However, the molecular mechanisms dictating cOA product identity are poorly understood. Here we used cryoelectron microscopy to visualize the mechanism of cA6 biosynthesis by the Csm effector complex from Enterococcus italicus (EiCsm). We show that EiCsm synthesizes oligoadenylate nucleotides in 3'-5' direction using a set of conserved binding sites in the Cas10 Palm domains to determine the size of the nascent oligoadenylate chain. Our data also reveal that conformational dynamics induced by target RNA binding results in allosteric activation of Cas10 to trigger oligoadenylate synthesis. Mutations of a key structural element in Cas10 perturb cOA synthesis to favor cA3 and cA4 formation. Together, these results provide comprehensive insights into the dynamics of cOA synthesis in type III CRISPR-Cas systems and reveal key determinants of second messenger product selectivity, thereby illuminating potential avenues for their engineering.
履歴
登録2024年7月25日登録サイト: PDBE / 処理サイト: PDBE
改定 1.02025年2月5日Provider: repository / タイプ: Initial release

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構造の表示

構造ビューア分子:
MolmilJmol/JSmol

ダウンロードとリンク

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集合体

登録構造単位
A: CRISPR system single-strand-specific deoxyribonuclease Cas10/Csm1 (subtype III-A)
H: CRISPR system Cms protein Csm5
C: CRISPR system Cms protein Csm2
B: CRISPR system Cms protein Csm2
F: CRISPR system Cms endoribonuclease Csm3
E: CRISPR system Cms endoribonuclease Csm3
D: CRISPR system Cms endoribonuclease Csm3
G: CRISPR system Cms protein Csm4
R: RNA (32-MER)
T: RNA (32-MER)


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)299,19710
ポリマ－299,19710
非ポリマー00
水00
1


  • 登録構造と同一
  • 登録者・ソフトウェアが定義した集合体
  • 根拠: 電子顕微鏡法, not applicable
タイプ名称対称操作数
identity operation1_555x,y,z1

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要素

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CRISPR system ... , 5種, 8分子 AHCBFEDG

#1: タンパク質 CRISPR system single-strand-specific deoxyribonuclease Cas10/Csm1 (subtype III-A) / ssDNase Cas10 / Cyclic oligoadenylate synthase / EiCas10


分子量: 88294.000 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 / 詳細: N-term. 3C site & 10xHis tag
由来: (組換発現) Enterococcus italicus DSM 15952 (バクテリア)
遺伝子: cas10, csm1, HMPREF9088_1947 / 発現宿主: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌)
参照: UniProt: E6LHV7, 加水分解酵素; エステル加水分解酵素, 転移酵素; リンを含む基を移すもの; 核酸を移すもの
#2: タンパク質 CRISPR system Cms protein Csm5 / CRISPR type III A-associated protein Csm5


分子量: 43328.676 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 / 詳細: C-term. 3C site & Twin-Strep tag
由来: (組換発現) Enterococcus italicus DSM 15952 (バクテリア)
遺伝子: csm5, HMPREF9088_1943 / 発現宿主: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌) / 参照: UniProt: E6LHV3
#3: タンパク質 CRISPR system Cms protein Csm2 / CRISPR type III A-associated protein Csm2


分子量: 16523.047 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 組換発現
由来: (組換発現) Enterococcus italicus DSM 15952 (バクテリア)
遺伝子: csm2, HMPREF9088_1946 / 発現宿主: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌) / 参照: UniProt: E6LHV6
#4: タンパク質 CRISPR system Cms endoribonuclease Csm3 / CRISPR type III A-associated RAMP protein Csm3


分子量: 23500.777 Da / 分子数: 3 / 由来タイプ: 組換発現
由来: (組換発現) Enterococcus italicus DSM 15952 (バクテリア)
遺伝子: csm3, HMPREF9088_1945 / 発現宿主: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌)
参照: UniProt: E6LHV5, 加水分解酵素; エステル加水分解酵素
#5: タンパク質 CRISPR system Cms protein Csm4 / CRISPR type III A-associated RAMP protein Csm4


分子量: 34358.059 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現
由来: (組換発現) Enterococcus italicus DSM 15952 (バクテリア)
遺伝子: csm4, HMPREF9088_1944 / 発現宿主: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌) / 参照: UniProt: E6LHV4

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RNA鎖 , 2種, 2分子 RT

#6: RNA鎖 RNA (32-MER)


分子量: 14645.835 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現
由来: (組換発現) Enterococcus italicus DSM 15952 (バクテリア)
発現宿主: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌)
#7: RNA鎖 RNA (32-MER)


分子量: 15021.911 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成
由来: (合成) Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (ウイルス)

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詳細

Has protein modificationN

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実験情報

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実験

実験手法: 電子顕微鏡法
EM実験試料の集合状態: PARTICLE / ３次元再構成法: 単粒子再構成法

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試料調製

構成要素
ID名称タイプEntity IDParent-ID由来
1Ternary Csm-crRNA complex bound to CTR with (Csm1)1(Csm2)2(Csm3)3(Csm4)1(Csm5)1 stoichiometryCOMPLEXall0MULTIPLE SOURCES
2Enterococcus italicus Csm-crRNA-CTR (3.2) complexCOMPLEX#1-#61RECOMBINANT
3COVID19 RNACOMPLEX#71RECOMBINANT
分子量値: 0.275 MDa / 実験値: NO
由来(天然)
IDEntity assembly-ID生物種Ncbi tax-ID
22Enterococcus italicus DSM 15952 (バクテリア)888064
33Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (ウイルス)2697049
由来(組換発現)
IDEntity assembly-ID生物種Ncbi tax-ID
22Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌)469008
33synthetic construct (人工物)32630
緩衝液pH: 7.5
緩衝液成分
ID濃度名称式Buffer-ID
120 mM2-[4-(2-hydroxyethyl)piperazin-1-yl]ethanesulfonic acidHEPES1
2350 mMpotassium chlorideKCl1
310 mMmagnesium chlorideMgCl1
41 mMDithiothreitolDTT1
試料濃度: 1 mg/ml / 包埋: NO / シャドウイング: NO / 染色: NO / 凍結: YES
試料支持グリッドの材料: GOLD / グリッドのサイズ: 200 divisions/in. / グリッドのタイプ: Quantifoil R1.2/1.3
急速凍結装置: FEI VITROBOT MARK IV / 凍結剤: ETHANE / 湿度: 100 % / 凍結前の試料温度: 277.15 K

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電子顕微鏡撮影

実験機器
モデル: Titan Krios / 画像提供: FEI Company
顕微鏡モデル: TFS KRIOS
電子銃電子線源: FIELD EMISSION GUN / 加速電圧: 300 kV / 照射モード: FLOOD BEAM
電子レンズモード: BRIGHT FIELD / 倍率（公称値）: 130000 X / 最大 デフォーカス（公称値）: 2400 nm / 最小 デフォーカス（公称値）: 1000 nm / Cs: 2.7 mm / C2レンズ絞り径: 50 µm / アライメント法: COMA FREE
試料ホルダ凍結剤: NITROGEN
試料ホルダーモデル: FEI TITAN KRIOS AUTOGRID HOLDER
撮影電子線照射量: 66.44 e/Å2
フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 BIOQUANTUM (6k x 4k)

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解析

EMソフトウェア名称: PHENIX / バージョン: 1.21.2_5419 / カテゴリ: モデル精密化
CTF補正タイプ: NONE
3次元再構成解像度: 2.72 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 141467 / 対称性のタイプ: POINT
精密化交差検証法: NONE

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万見について

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お知らせ

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2022年2月9日: EMDBエントリの付随情報ファイルのフォーマットが新しくなりました

EMDBエントリの付随情報ファイルのフォーマットが新しくなりました

  • EMDBのヘッダファイルのバージョン3が、公式のフォーマットとなりました。
  • これまでは公式だったバージョン1.9は、アーカイブから削除されます。

関連情報:EMDBヘッダ

外部リンク:wwPDBはEMDBデータモデルのバージョン3へ移行します

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2020年8月12日: 新型コロナ情報

新型コロナ情報

URL: https://pdbj.org/emnavi/covid19.php

新ページ: EM Navigatorに新型コロナウイルスの特設ページを開設しました。

関連情報:Covid-19情報 / 2020年3月5日: 新型コロナウイルスの構造データ

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2020年3月5日: 新型コロナウイルスの構造データ

新型コロナウイルスの構造データ

関連情報:万見生物種 / 2020年8月12日: 新型コロナ情報

外部リンク:COVID-19特集ページ - PDBj / 今月の分子2020年2月：コロナウイルスプロテーアーゼ

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2019年1月31日: EMDBのIDの桁数の変更

EMDBのIDの桁数の変更

  • EMDBエントリに付与されているアクセスコード(EMDB-ID)は4桁の数字(例、EMD-1234)でしたが、間もなく枯渇します。これまでの4桁のID番号は4桁のまま変更されませんが、4桁の数字を使い切った後に発行されるIDは5桁以上の数字(例、EMD-12345)になります。5桁のIDは2019年の春頃から発行される見通しです。
  • EM Navigator/万見では、接頭語「EMD-」は省略されています。

関連情報:Q: 「EMD」とは何ですか？ / 万見/EM NavigatorにおけるID/アクセスコードの表記

外部リンク:EMDB Accession Codes are Changing Soon! / PDBjへお問い合わせ

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2017年7月12日: PDB大規模アップデート

PDB大規模アップデート

  • 新バージョンのPDBx/mmCIF辞書形式に基づくデータがリリースされました。
  • 今回の更新はバージョン番号が4から5になる大規模なもので、全エントリデータの書き換えが行われる「Remediation」というアップデートに該当します。
  • このバージョンアップで、電子顕微鏡の実験手法に関する多くの項目の書式が改定されました(例：em_softwareなど)。
  • EM NavigatorとYorodumiでも、この改定に基づいた表示内容になります。

外部リンク:wwPDB Remediation / OneDepデータ基準に準拠した、より強化された内容のモデル構造ファイルが、PDBアーカイブで公開されました。

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万見 (Yorodumi)

幾万の構造データを、幾万の視点から

  • 万見(Yorodumi)は、EMDB/PDB/SASBDBなどの構造データを閲覧するためのページです。
  • EM Navigatorの詳細ページの後継、Omokage検索のフロントエンドも兼ねています。

関連情報:EMDB / PDB / SASBDB / 3つのデータバンクの比較 / 万見検索 / 2016年8月31日: 新しいEM Navigatorと万見 / 万見文献 / Jmol/JSmol / 機能・相同性情報 / 新しいEM Navigatorと万見の変更点

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